【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考物理(山東專用)三輪體系大通關(guān)-知識(shí)回扣清單-倒數(shù)第7天-功能關(guān)系和能量守恒

倒數(shù)第7天功能關(guān)系和能量守恒學(xué)問回扣導(dǎo)圖

考前必做題圖11．如圖1所示，有一傾角θ＝30°的足夠長(zhǎng)斜坡，小孩在做玩耍時(shí)，從該斜坡頂端將一足球沿水平方向踢出去，已知足球被踢出時(shí)的初動(dòng)能為9J，不計(jì)空氣阻力，則該足球第一次落在斜坡上時(shí)的動(dòng)能為()A．12JB．21JC．27JD．36J解析足球被踢出后開頭做平拋運(yùn)動(dòng)，第一次落在斜坡上時(shí)對(duì)足球的位移進(jìn)行分解有tan30°＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(0＋vy,2)t,v0t)，得eq\f(v0,vy)＝eq\f(\r(3),2)，足球第一次落在斜坡上時(shí)的動(dòng)能為eq\f(1,2)m(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,y))＝21J，只有選項(xiàng)B正確．答案B圖22．如圖2所示，一質(zhì)量為1kg的小球靜止在一豎直放置的輕彈簧上，彈簧的勁度系數(shù)為k＝50N/m，現(xiàn)用一豎直向下的F＝10N的恒力作用在小球上，當(dāng)小球向下運(yùn)動(dòng)到最大速度時(shí)撤去F，則小球再回到初始位置時(shí)的速度大小為(彈簧形變過程中始終處于彈性限度內(nèi))()A．2m/sB.eq\r(2)m/sC．2eq\r(2)m/sD.eq\f(\r(2),2)m/s解析小球從初始位置回到初始位置的過程中，重力、彈力做功為零，依據(jù)動(dòng)能定理，WF＝eq\f(1,2)mv2，從開頭到最大速度時(shí)，小球向下運(yùn)動(dòng)的位移Δx＝eq\f(F,k)，則F·Δx＝eq\f(1,2)mv2，F(xiàn)·eq\f(F,k)＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(\f(2F2,km))＝2m/s，A項(xiàng)正確．答案A3．一條長(zhǎng)12m的傳送帶，傾角為30°，它能夠?qū)⒐ぜ牡孛嫠偷娇ㄜ嚿希總€(gè)工件的質(zhì)量為25kg，傳送帶每分鐘可傳送16個(gè)工件，不考慮傳送帶對(duì)工件的加速，g＝10m/s2，下列說法正確的是()A．傳送帶每分鐘對(duì)工件做的總功是2.4×104JB．摩擦力每分鐘對(duì)工件做的總功是1.2×104JC．傳送帶的傳送功率為100WD．傳送帶的傳送功率為200W解析傳送工件時(shí)不計(jì)加速，則工件隨傳送帶一起勻速上升，即摩擦力f＝mgsinθ，傳送帶對(duì)工件做功實(shí)質(zhì)是傳送帶的摩擦力f對(duì)工件做功，所以W＝nf·l＝16×mgsin30°×l＝2.4×104J，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由功率定義，P＝eq\f(W,t)＝eq\f(2.4×104,60)W＝400W，知C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案A4.圖3如圖3所示，質(zhì)量為m的滑塊以肯定初速度滑上傾角為θ的固定斜面，同時(shí)施加一沿斜面對(duì)上的恒力F＝mgsinθ.已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝tanθ，取動(dòng)身點(diǎn)為參考點(diǎn)，能正確描述滑塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過程中產(chǎn)生的熱量Q、滑塊的動(dòng)能Ek、機(jī)械能E隨時(shí)間t變化關(guān)系及滑塊的勢(shì)能EP隨位移x變化關(guān)系的是()解析滑塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，所受的合外力等于沿斜面對(duì)下的摩擦力，滑塊沿斜面對(duì)上做勻減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中產(chǎn)生的熱量Q＝fx＝mgsinθ(vt－eq\f(1,2)at2)，圖A錯(cuò)誤．由動(dòng)能定理得－mgsinθ(vt－eq\f(1,2)at2)＝Ek－eq\f(1,2)mv2，Ek＝－mgsinθ(vt－eq\f(1,2)at2)＋eq\f(1,2)mv2，圖B錯(cuò)誤．滑塊的重力勢(shì)能Ep＝mgxsinθ，圖C正確．依據(jù)題述知，F(xiàn)＝mgsinθ＝μmgcosθ，機(jī)械能E隨時(shí)間t不變，圖D正確．答案CD5.圖4如圖4所示，一輕繩一端連一小球B，另一端固定在O點(diǎn)，開頭時(shí)球與O點(diǎn)在同一水平線上，輕繩拉直，在O點(diǎn)正下方距O點(diǎn)L處有一鐵釘C，釋放小球后，小球繞鐵釘C恰好能做完整的豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)．(1)求繩的長(zhǎng)度．(2)求小球第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度．(3)若讓小球自然懸掛，小球恰好與水平面接觸于F點(diǎn)，小球質(zhì)量為m，在水平面上固定有傾角為θ的斜面，斜面高為h，小球與斜面AE及水平面EF間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，EF段長(zhǎng)為s，讓一質(zhì)量與小球質(zhì)量相等的滑塊從斜面頂端由靜止滑下，滑塊與小球碰撞后粘在一起，結(jié)果兩者一起恰好能繞C在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則滑塊與小球碰撞過程中損失的機(jī)械能是多少(不計(jì)滑塊在E處碰撞的能量損失)?解析(1)設(shè)輕繩長(zhǎng)為R，則小球繞C在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，半徑為R－L，恰好能做豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，則在最高點(diǎn)mg＝meq\f(v2,R－L)依據(jù)機(jī)械能守恒有mg[R－2(R－L)]＝eq\f(1,2)mv2解得R＝eq\f(5,3)L.(2)由機(jī)械能守恒定律，小球到最低點(diǎn)時(shí)mgR＝eq\f(1,2)mv′2得到v′＝eq\r(\f(10,3)gL).(3)若滑塊與小球粘在一起且恰好能在豎直面內(nèi)繞C做圓周運(yùn)動(dòng)，則碰撞后的共同速度也為v′＝eq\r(\f(10,3)gL)對(duì)滑塊依據(jù)動(dòng)能定理有mgh－μmg(hcotθ＋s)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)碰撞過程中損失的機(jī)械能為E損＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)·2mv′